産業用IoT（IIoT）：定義、範囲、産業への影響

IIoTを定義するには、まずIoTを定義する必要があります。モノのインターネット（IoT）とは、インテリジェントデバイス、コンピューター、モバイル、アプリケーションがインターネットに接続されたネットワークです。IoTは大量のデータを収集し、クラウドで保存・処理し、エンドユーザーと共有します。産業用モノのインターネット（IIoT）はIoTのサブセットで、産業オートメーションに特化したものです。IIoTは、センサー、アクチュエータ、PLC（プログラマブルロジックコントローラ）などのオートメーションデバイスをインターネットに接続し、さらにそれらを相互に接続します（いわゆるマシンツーマシン）。

IoTとIIoTの違い

IIoTと他の商用IoTアプリケーションの主な違いは、ITとOT通信の違いにあります。OT（運用技術）とは、物理プロセス（機械、ドライブなど）の運用と、DCS（分散制御システム）、PLC、SCADA（監視制御データ収集システム）、HMI（ヒューマンマシンインターフェース）などの産業制御システムを指します。IT（情報技術）とは、データを蓄積・処理し、経営管理に提供するエンタープライズシステムを指します。

IIoT技術の進歩により、産業オートメーションにおけるIT/OTコンバージェンスが可能となり、ビジネスパフォーマンスを新たなレベルへ引き上げます。IIoTソリューションは現場機器からデータを収集し、エッジデバイスに蓄積、データ分析で処理し、クラウドへ送信します。これにより産業システムはプロセス運用と安全管理をより良く制御できるようになります。スマートデバイスと産業機器からのデータ継続的な収集と移行は、企業に成長とその他の好機をもたらします。

IIoTの4つの主要コンポーネント

• インテリジェントセンサー
• ネットワーク（ワイヤレスゲートウェイ）
• データ分析（エッジコンピューティングとフォグコンピューティング）
• アプリケーション（MQTT、CoAPなど）

IIoTのメリット

IIoTは意思決定を高速化します。人、デバイス、アプリケーションを接続し、信頼性を高め、運用効率を向上させます。より良い労働環境を促進し、機械寿命を延ばします。資産活用を最適化し、故障ポイントを予測できます。

適切に活用すれば、IIoTは以下を実現します：

• 接続性の向上
• 運用効率の向上
• 生産性の向上
• 資産の最適化
• ビジネスのスケールアップ
• 遠隔診断の実現
• コスト削減
• 廃棄物削減

IIoTプロトコルと設計上の考慮点

多くのインテリジェントデバイスは、通信距離、接続性、コスト効率、データ共有能力に基づき、様々なネットワークプロトコルを使用します（例：ISA 100.11a、6LoWPAN、Zigbee、LoRaWAN、Wireless HART、MQTT、CoAP、OPC-UAなど）。適切なプロトコル選択は、相互運用性、距離、帯域幅、データレート、セキュリティ、消費電力、拡張性に依存します。

IIoTネットワーク設計の考慮点には、エンドデバイス仕様（サイズ、設置場所、OS、電源）、データ分析（データ量、データサイズ、レイテンシ、精度、有用なデータ部分）が含まれます。

IIoTの課題

IIoTが現在直面する主な課題は、セキュリティと相互運用性です。

セキュリティ

セキュアでないIIoTソリューションは、運用の中断と損失を招きます。システムの脆弱性が悪用され、悪意あるアクターが接続デバイスにアクセスし、ハッキング、フィッシング、標的型攻撃、データ漏洩などの悪意ある活動が、デバイス破損や物理的な死亡事故につながる恐れがあります。

インテリジェントデバイスの保護と、アクセス権を持つ全ての人物・システムの特定は、IIoT導入における極めて重要な要素です。企業は自社データが安全であることを知る必要があります。

相互運用性

適切な接続性は相互運用性に不可欠です。多くの産業分野が独自のプロトコルセットを使用しています。中には独自のマシンツーマシン通信やレガシーシステムを使っているケースもあります。これら全ての異機種システムをIIoTソリューションに統合するのはかなり困難です。

IIoTは必要不可欠な基盤

インダストリー4.0とスマート製造を受け入れる中で、IIoTは今日の産業界における主要トレンドの一つとなりました。この技術はこれらのイニシアチブの基本構成要素の一つです。実際、ほとんどの場合、企業は包括的なIIoTフレームワークとアーキテクチャなしに、より高度なインダストリー4.0技術（人工知能、デジタルツイン、シミュレーション、予測分析など）を活用することはできません。それらには大量のデータ収集と分析が必要で、その多くはセンサーレベルで生成されるからです。IIoTプラットフォームは、人、システム、モノをつなぐデジタルエコシステムを確立し、産業プラントとビジネスパフォーマンスを新たな高みへ引き上げる能力を提供します。